LPL和β3AR基因变异对机体脂质代谢的作用

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坐望』墅巡幽：纽至堂：巡：堑：№：圣．【基础研究】ＬＰＬ和岛一ＡＲ基因变异对机体脂质代谢的作用

莫宝庆１，郭锡熔２，陈荣华２，徐济达１

【摘要】目的了解南京市学龄儿童脂蛋白酯酶（ｕ：ＩＬ）和融一肾上腺素能受体（岛一ＡＲ）基因变异对脂质代谢的联合作用，为进一步探讨基因间的联合作用对肥胖的影响提供依据。方法对南京市１７７名６—１２岁儿童的ＬＰＬ和岛一ＡＲ基因变异进行检测，并测量体脂、血脂含量。结果同时有２种基因变异者ＢＭＩ明显高于仅具有１种变异者或无变异者。析因分析结果显示，【ＰＬ基因变异为体重、ＢＭＩ、血脂、肩胛下和腹部皮褶厚度增高的因素，岛一ＡＲ基因变异则是体重、ＢＭＩ、腰围、臀围增大的因素，但未提示２种基因变异间有交互作用。结论Ｉ凡和岛一ＡＲ基因变异对机体脂质代谢的作用是相互独立的。

【关键词】基因；变异（遗传学）；脂蛋白酯酶；受体，肾上腺素能；肥胖症；儿童

【中图分类号】Ｒ１７９Ｒ５８９．２【文献标识码】Ａ【文章编号】１０００－９８１７１２００５）０８ｍ５２４也

ＴｈｅＩ强ｅａｓ０ｆＭｌｍｌｔｉｍｌｏｆｌｉｐｏｐｒｏｔｄｎ帆ａｎｄ如－Ａ＿ｄｒｍｅｒｇｉｅａｌ骶ｌＲｏｒＧｍｅＯｎｔｈｅＩＡｐｉｄｓＭ嘲Ｉｂ‘妇ｎｏｆＢｏｄｙ／ＭＯ＆伊咖?ＧＵＯＸｉ。ｔｏｎｇ?ＣＨＥＮＲｏｎｇ－ｈｕａ。ｅｔａ１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈ。ＮａｎｊｉｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－Ｊｉａｎｇｓｕ｛２１００２９）．Ｃｈｉｎａ

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ｏｂｊｍｔｖｅＴｏｓｔｕｄｙｔｈｅｃｅｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｕｔａｔｉｏｎ０ｆＬｉｐｕｐｍｔｅｉｎｌｉｐａｓｅ（ＬＰＬ）ａｎｄ岛一ａｄｒｅｎｅｒｇｉｃｒｅｃｅｐｔｏｒ（岛一ＡＲ）ｇｅｎｅＯｎｔｈｅｌｉｐｉｄｓｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｐｕｐｉｌｓｉｎＮ锄ｊｉｎｇ，ａｎｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｆｕｌｌｅｒｓｔｕｄｙ．ＭｅｔｈｏｄｓＭｕｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｅｎｅ

ｏｆＬＰＬａｎｄ岛一ＡＲＷａＳｄｅｔｅｃｔｅｄａｍｏｎｇ１７７ｐｕｐｉｌｓ８酬６—１２ｉｎＮａｎｊｉｎｇ．Ｔｈｅｉｒｂｏｄｙｆａｔａｎｄ￥ｅｒｕ／ｎｌｉｐｉｄｓｗｅｒｅｍａｍｒｄ．ＲｅｓｕｌｔｓＢＭＩｉｎｐｕｐｉｌｓｗｉｔｈｂｏｔｈｍｕｔａｔｉｏｎｓｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｐｕｐｉｌｓｗｉｔｈｃｍｌｙｏｎｅ０１＂ｗｉｔｈｏｕｔａｎｙｍｕｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆａｃｔｏｒｉａｌａｎａｌ）；ｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｕＬｍｕｔａｔｉｏｎｗａｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｂｏｄｙｗｅｉｇｈｔ，ＢＭＩ，∞岫ｌｉｐｉｄｓｔｓｋｉｎ－ｆｏｌｄｉｎ￥ｏｌｐｕｌａｒａｎｄａｂｄａｍｎ．岛一ＡＲｍｕｔａｔｉｏｎＷａｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｂｏｄｙｗｅｉｇｈｔ．ＢＭＩ。ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｏｆｗａｉｓｔａｎｄｈｉｐ。ｂｕｔｒｉｏｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｗａｓｆｏｕｎｄｂｅｔｗ∞ｎｔｈｅｓｅ２ｋｉｎｄｓｏｆ

ｍｕｔａｔｉｏｎｓ．ＣｏｎｄｕｓｋａｌＩ凡ａｎｄ岛一ＡＲｍｕｔａｔｉｏｎｐｌａｙｒｏｌｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｄｙｉｎｔｌｌｅｈｐｉｄ８ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｏｆｂｏｄｙ．

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｇｅｎｅｓ；Ｖａｒｉａｔｉｏｎ｛Ｇｅｎｅｔｉｃｓ）；Ｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎｌｉｐａｓｅ；Ｒｅｃｅｐｔｏｒ，ａｄｒｅｎｅｒｇｉｃ；Ｏｂｅｓｉｔｙ；Ｃｈｉｌｄ

儿童肥胖是目前儿童健康中面临的主要问题之一，我国儿童肥胖检出率已达１２％［１ｌ。肥胖给儿童带来了许多生理与心理问题，如潜在的心血管疾病、高血压、糖尿病的危险性等。儿童肥胖与环境因素有一定关联，如运动少、饮食不节制等，但有的儿童运动并不少，饮食并不多，却也发生肥胖，这种现象不能完全以环境因素来解释，可能与遗传有一定联系…２。近年来国内外对儿童肥胖易感因素的研究较多，如脂肪代谢相关基因一脂蛋白酯酶（１ｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎｌｉｐａｓｅ，ＬＰＬ）基因多态性Ｂ。５Ｊ、能量代谢基因一岛一肾上腺素能受体（岛一ａｄｒｅｎｅｒｇｉｃｒｅｃｅｐｔｏｒ，岛一ＡＲ）基因的多态性等【６－８ｊ。为了进一步探讨基因间的联合作用对肥胖的影响，笔者对ＬＰＬ基因及融一ＡＲ基因的多态性对学龄儿童血脂和体脂的联合作用进行了研究。

１对象与方法

１．１对象整群抽取南京市２所小学学生，在排除其他疾病后，选出调查对象１７７名，其中男生１１７名，女生６０名；年龄６～１２岁。

１．２测定指标及方法

１．２．１基因多态性的检测取肘静脉血，用ＥＤＴＡＫ２抗凝，酚一氯仿提取ＤＮＡ后，进行ＨｉｎｄⅢ位点ＬＰＬ基因变异和风一ＡＲ基因Ｔｒｐ６４Ａ，ｇ变异的检测【５，６ｊ。

１．２．２体格测量由江苏省儿童保健研究中心由专业人员用校正的测量器具进行测量。每个儿童测量３次，取２次接近的数值作为最终结果。其中身高、体重用身高体重计测量，并计算体重量指数（Ｂ￣Ⅱ），按１９９５年９城市儿童生长发育评价表进

【作者简介】莫宝庆（１９６３～），男，江苏扬州人，博士，副教授，主要研究方向为儿童肥胖及其预防。

【作者单位】１南京医科大学公共卫生学院，江苏２１００２９；

２。喃京医科大学儿科医学研究所。行评价［９１；腰围、臀围用皮尺测量；皮褶厚度用皮褶厚度计进行测量，测量部位为肱二头肌、肩胛下及腹部的皮褶厚度。１．２．３血脂测定儿童隔夜空腹后，取肘静脉血３ｍＬ，血块收缩后，１０００转／ｗｉｎ离心，分离血清，自动生化分析仪上测定三酰甘油（ＴＯ）、总胆固醇（Ｔ℃）、高密度脂蛋白胆固醇（ＨＤＬ）、低密度脂蛋白胆固醇（Ⅱ｝Ｌ）含量。

１．３数据统计以年龄、性别为协变量，用ＳＰＳＳ１０．０统计软件进行协方差检验和ＧＬＭ两因素析因分析。

２结果

２．１不同基因型的分布情况根据酶切结果，１７７名学龄儿童中，出现ＨｉＩｌｄⅢ变异者９６名，检出率为５４．２％，其中变异杂合子（Ｈ＋Ｈ一）９１名（９４．８％），纯合子（Ｈ＋Ｈ＋）５名（５．２％）；出现慝一ＡＲ基因变异者８１名，检出率为４５．８％，其中变异杂合子（Ｂ＋Ｂ一）７７名（９５．１％），纯合子（Ｂ＋Ｂ＋）４名（４．９％）（表１）。不同体型学龄儿童中各基因型分布差异无显著性（表２）。

２．２基因变异对体重及ＢＭＩ的影响由表３可见，同时具有２种基因变异者ＢＭＩ明显高于仅有１种变异或无变异者。析因分析结果显示，２种变异均为体重和ＢＭＩ增高的因素，但未提示有交互作用。

２．３基因变异对血脂的影响由表４可见，同时具有２种基因变异韵学龄儿童ＴＧ，ＴＣ，ＬＤＬ明显高于无变异及仅有岛一ＡＲ基因变异者，而仅有ｕ）Ｌ基因变异者ＴＧ，ＴＣ及ＬＤＬ明显高于仅有岛一ＡＲ基因变异者，ＴＧ也明显高于无变异者。析因分析结果显示，吼基因变异为ＴＧ，ＴＣ，ＬＤＬ升高的因素，未提示２种基因变异间的交互作用。

２．４基因变异对体脂的影响由表５可见，同时具有２种基因变异的学龄儿童肩胛下、腹部皮褶厚度明显高于无变异者，同时具有２种基因变异的学龄儿童肩胛下皮褶厚度也明显高于仅有岛一ＡＲ基因变异者。析因分析结果表明，ＬＰＬ基因变异是

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使肩胛下和腹部皮褶厚度增高的因素，而岛一ＡＲ基因变异则是使腰围、臀围增大的因素。

表１１７７名儿童２种基因型变异情况

变异基因人数变异杂合子变异纯合予合计检出率／％ＬＰＬ１７７９ｌ５９６５４．≯。＆：垒垒！翌２２璺坠箜：§

寰２不同体型学龄儿童基因型的分布

体型人数Ｈ—Ｂ—Ｈ＋Ｂ—Ｈ—Ｂ＋Ｈ＋Ｂ＋

正常６３１８（２８．６）２０（３１．７）１４（２２．２）１１（１７．５）

超重２４８（３３．３）８（３３．３）５（２０．８）３（１２．５）

肥胖９０１７（“１８．９）２５（２７．８）１９（２１．１）２９（３２．２）

合计１７７４３（２４．３）５３（２９．９）３８（２１．５）４３（２４．３）注：（）内数字为构成比／％。Ｈ＋为有ＬＰＬ基因变异者，Ｈ一为无ｍ基因变异者，Ｂ＋为有岛一从基因变异者，Ｂ一为无岛一ＡＲ基因变异者。

表３１７７名学龄儿童不同ＬＰＬ和风一ＡＲ基因变异者

体重、身高和ＢＮＩ的比较

基因型人数年龄／岁、体重／ｌ【ｇ身高／∞ＢＭＩ

Ｈ—Ｂ一４３９．６±１．４３５．３±９．５ｌ加．６±１１．３１７．６±３．１

Ｈ＋Ｂ一５３９．４±１．３３８．８±１０．１１４３．９±１０．０１８．６±３．９

Ｈ—Ｂ＋３８８．９±１．５３８．１±１１．９１４０．７±１２．４１８．９±３．５

Ｈ＋Ｂ＋４３９．６±１．４４３．０±１２．４。１４３．４±１０．４２０．６±４．２’’ｏ注：＊与Ｈ—Ｂ一组比较，Ｐ＜０．１１５；＃与Ｈ—Ｂ＋比较，Ｐ＜０．０５；△与Ｈ＋Ｂ一比较，Ｐ＜０．０５。

表４１７７名学龄儿童中ｕ）Ｌ和融一ＡＲ基因变异

对血膳的影响（ｚ士ｓ．ｍｚｒｍｌ?Ｌ“）

基因型人数１Ｇ１℃

吼ＬＤＬ

Ｈ—Ｂ一４３Ｏ．４３±０．１６３．２４±０．５２１．４７±０．２５１．５７±０．４１

Ｈ＋Ｂ一５３Ｏ．６５±０．３０。４３．５４±０．６３’１．４７±０．３０１．７７±０．５３０Ｈ—Ｂ＋３８０，４４±０．１５３．１０±０．４６１．４５±０．２６１．４５±０．３６

Ｈ＋Ｂ＋４３Ｏ．７２±０．４９’ｏ３．５３±０．８３。’１．３８±０．３５１．８２±０．８２‘’注：＊与Ｈ—Ｂ一组比较，Ｐ＜０．０５；＃与Ｈ—Ｂ＋比较，Ｐ＜０．０５。

表５１７７名学龄儿童中ＬＰＬ和岛一ＡＲ基因变异对体脂指标的影响

基因型人数腰围／ｅｍ臀围／ｅｍ肱二头肌皮褶厚度／ｅｍ肩胛下皮褶厚度／ｅｍ腹部皮褶厚度／ｅｍＨ—Ｂ一４３６３．２±１０．７７３．４±９．００．８９±０．４２１．０６±０．４９１．０２±０．５４

Ｈ＋Ｂ一５３６４．８士１０．７７５．６±８．３１．０３－ｔ－Ｏ．４３１．３５±０．６５１．３８±０．舯’Ｈ—Ｂ＋３８６６．１±１１．３７４．５±９．３１．０８±０．３８１．１８±０．５３１．２９±０．∞

Ｈ＋Ｂ＋４３６８．９±１１．４７９．４±１０．３１．０６±０．镐１．４９±０．６９”１．４５±０．６５’注：＊与Ｈ—Ｂ一组比较，Ｐ＜０．０５；＃与Ｈ—Ｂ＋比较，Ｐ＜０．０５。

３讨论

脂蛋白酯酶是脂肪分解过程中的关键酶，可催化乳糜微粒（ＣＭ）与极低密度脂蛋白（ＶＩＤＬ）中三酰甘油的水解，向组织提供产能所需的游离脂肪酸。近年来的研究表明，ｕ）Ｌ基因的非编码区存在多种遗传多态位点，其中位于内含子８区的Ｈｉｎｄ位点基因多态性被认为对体内血脂水平、ＢＭＩ等具有重要影响。Ｃｈａｍｂｅｄｉａｎ等认为Ｈ等位基因可能是由于发生连锁不平衡，导致脂蛋白酯酶基因的一个外显子发生突变，从而影响这个基因产物的结构与功能；或者是引起基因侧翼序列核苷酸的改变而影响基因表达的调节，间接使邻近基因发生突变，导致脂蛋白酯酶活性降低，进而使血脂及载脂蛋白水平改变ｂｊ。

良一肾上腺素能受体（岛一ＡＲ）主要分布于脂肪组织中，与脂肪的分解有关。－１９９５年Ｗａｌｓｔｏｎ等首次报道了岛一Ａｌｌ基因有一种妒她的变异，这种变异与机体能量代谢紊乱有关，这种基因变异可使中国仓鼠卵细胞的能量代谢低于无该种变异的细胞，该变异与许多人群，尤其是女性人群肥胖有关№ｊ。

此次调查结果也显示了同样的结果，同时具有上述２种基因变异者，体重、ＢＭＩ、肩胛下和腹部皮褶厚度较高，有ＬＰＬ基因变异者，ＴＧ，ｒＩ℃，ＬＤＬ也明显增高。表明ＬＰＬ和尚一Ａｌｌ基因变异与机体脂质代谢异常有一定的关联。

析因分析结果显示，ＬＰＬ基因变异是体重、ＢＭＩ、血清三酰甘油、血清胆固醇、血清ＬＤＬ、肩胛下和腹部皮褶厚度增高的因素，而融一ＡＲ基因变异则是体重、ＢＮＩ、腰围、臀围增高的因素，这与２者的单独作用相似【３’６１；而ＬＰＬ基因变异却不是使腰围、臀围增高的因素，这与以前的报道不相一致ｂＪ。可能是因为在以往的调查中，人们关心的只是某一种基因的变异，忽视了另一种基因变异在同一调查对象同时出现的可能性，使得未检出的基因变异的作用成为了已检出基因的作用。此次调查中发现有２４％的调查对象具有２种基因变异，这部分调查对象的体重、ＢＭＩ明显较高，而仅具有ＬＰＬ和岛一ＡＲ基因变异者的体重、ＢＭＩ却与无任何变异者差异无显著性，此现象是否是同时具有２种基因变异对体重、ＢＭＩ显示的联合作用，尚需进一步研究。

同时具有２种基因变异的儿童尽管体重、ＢＮＩ、血脂、皮褶厚度明显较高，但析因分析未能提示２种基因变异有交互作用。这一结果提示，虽然２种基因变异均与脂质代谢有关，但２者不是作用于同一靶点，它们分别有各自作用的部位，对机体的脂质代谢起干扰作用，从而使体脂增多、体重增加、ＢＭＩ增高，故联合效应并未表现为明显的相加或协同作用，它们的作用可能是单独作用。

４参考文献

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［８］删Ａ，ｃ（曲ａｌ锄ＭＳ，Ｍ鲥姗Ｇ击ｌｚ日ｌ％ＭＡ．呐Ａｒｇｐｏｂｌ瑚州舭ｌ０ｆｔｈｅｂｅｔ８３?ａｄｍｎｅｒｇｉｃｍ∞ｐｔｏｒｇｅｎｅａＩＩｄｏｂｅｓｉｔｙｒｉｓｌ【：ｅｆｆｅｃｔｍｏｄｉｌｉｃ毗ｉ∞ｂｙａ９ｄＩｅｎ蜘Ｉｌｙｌｉｆｅｓｔｙｌｅ．Ｄｉａｂｅｔｅｓ

Ｏｂｅｓｌ－ｌｅｔｅｂ，２００２，４（６）－４２８—４３０

［９］胡亚美，诸福棠．实用儿科学．第７版．北京：人民卫生出版社，２０吆．３２４

（收稿日期：２００４４谗，２６）

LPL和β3-AR基因变异对机体脂质代谢的作用

作者：莫宝庆， 郭锡熔， 陈荣华， 徐济达

作者单位：莫宝庆,徐济达(南京医科大学公共卫生学院,江苏,210029)， 郭锡熔,陈荣华(南京医科大学儿科医学研究所)

刊名：

中国学校卫生

英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SCHOOL HEALTH

年，卷(期)：2005，26(8)

被引用次数：4次

参考文献(9条)

1.童方.李辉.夏秀兰北京市低学龄儿童单纯肥胖症的流行病学研究[期刊论文]-中华预防医学杂志 2004(01)

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3.郭锡熔.陈荣华脂蛋白酯酶基因多态性与儿童单纯性肥胖的关系[期刊论文]-实用儿科临床杂志 1999(06)

4.朱文丽.齐智北京地区中老年人群脂蛋白酯酶基因变异与肥胖代谢综合征的关系[期刊论文]-中国慢性病预防与控制 2002(05)

5.李蓉.李启富.郭立新单纯性肥胖患者脂蛋白酯酶基因多态性[期刊论文]-中华内分泌代谢杂志 2003(03)

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6.期刊论文金嘉琳.张文宏.翁心华.胡忠义.陈澍.邵凌云华东地区耐药结核分枝杆菌katG基因的变异-中华传染

病杂志2006,24(5)

目的 了解我国华东地区结核分枝杆菌中与异烟肼耐药相关的katG基因的变异情况,提供我国异烟肼耐药相关的基因谱.方法 对429株结核杆菌行核酸抽提后先以限制性酶切片段多态性方法检测有无最常见的耐药相关S315T突变,对未发现S315T突变的异烟肼耐药株取部分行katG全基因测序以了解其他位点的变异情况.结果 耐药结核分枝杆菌中76.9%(166/216)存在katG基因S315T突变.发现有2株异烟肼高度耐药株中存在katG基因片段的缺失.48株异烟肼耐药株测序结果发现katG基因突变特点如下,突变率较高的有315、463、234位点,其余突变位点较多而分散.315位密码子的突变中除S315T外,S315N突变形式也较常见,占8.7%.结论 结核分枝杆菌耐药机制复杂,了解耐药相关基因的变异情况是建立可靠的耐药性分子检测方法的基础.

7.期刊论文韩学尧.纪立农.HAN Xue-yao.JI Li-nong MODY2基因在早发家族性2型糖尿病发病中的作用-北京大学

学报（医学版）2005,37(6)

目的:检测年轻的成人起病型糖尿病2型(MODY2)在中国家族性早发2型糖尿病中的患病率,探讨在MODY2基因中是否存在更常见的其他DNA变异,从而影响中国家族性早发2型糖尿病的遗传易感性.方法: 收集100个早发2型糖尿病家系,用PCR扩增先证者MODY2基因的所有外显子和外显子/内含子拼接区,将PCR产物测序.根据所发现的单核苷酸多态性(SNPs),通过同源引物延伸质谱分析(hME)法对非糖尿病对照人群进行基因分型.结果:在MODY2基因中发现3个DNA变异,外显子4的145密码子ccc→ccg为脯氨酸同义突变(pro145pro),外显子7的233密码子gcc→gcg为丙氨酸同义突变(ala233ala),内含子9的

IVS9+8C>T.这三个变异等位基因频率分别为0.5%,0.5%,36%.对内含子IVS9+8C>T多态性的病例对照研究发现,等位基因T在糖尿病组频率显著低于非糖尿病对照组(36% vs 47%,P<0.05),而C等位基因频率高于对照组(64% vs 53%,P<0.05).结论:我们的研究提示MODY2在中国早发家族性2型糖尿病中患病率小于1%,MODY2 基因内含子9(IVS9+8C>T)多态性或附近的基因可能与早发2型糖尿病相关.

8.期刊论文李浩.陶晓燕.王晓光.雷永良.张海林.王显军.丁淑军.张红.戴德芳.沈蕊华.唐青.LI Hao.TAO Xiao-yan.WANG Xiao-guang.LEI Yong-liang.ZHANG Hai-lin.WANG Xian-jun.DING Shu-jun.ZHANG Hong.DAI De-fang.

SHEN Rui-hua.TANG Qing中国狂犬病N基因分子流行病学调查研究-中华实验和临床病毒学杂志2010,24(2)

目的 通过分析近年中国狂犬病病毒流行株N基因特征和遗传变异状况,探讨我国狂犬病的流行分布与狂犬病病毒遗传变异间的关系.方法 对不同流行地区、不同宿主动物来源的狂犬病标本,进行病毒N基因编码区下游720个核苷酸序列测定、序列同源性比较和种系发生分析.结果 获得相应区段的狂犬病病毒核苷酸序列34份;核苷酸序列同源性87.5%～100%,推导的氨基酸序列同源性93.3%～99.6%,核苷酸序列的变异主要为同义突变.结论 34个病毒标本都属于基因Ⅰ型狂犬病病毒且具有地域性特征.我国狂犬病高发病地区狂犬病病毒来源多样化,且病毒呈现从高发病地区向周边地区的传播和扩散,野生动物与家养动物之间,本国动物与外国动物之间,可能均存在着狂犬病病毒的交叉感染和相互传播.

9.期刊论文钟建平.卢海英.李继承.ZHONG Jian-ping.LU Hai-ying.LI Ji-cheng nm23H1基因遗传不稳定性与肝细

胞癌侵袭转移的关系-中华肝脏病杂志2007,15(6)

大量研究表明基因的遗传不稳定性,如基因的微卫星不稳定性(MSI)和杂合性缺失(LOH)可能是产生基因突变,导致抑癌基因功能失调,引起肿瘤发生和转移的重要因素.本实验采用PCR-SSCP与免疫组织化学染色技术,对H CC的nm23H1基因D17S396位点的MSI和LOH,以及nm23H1蛋白表达进行检测,分析

D17S396位点的遗传不稳定性,对HCC中nm23H1基因表达和肿瘤侵袭转移的影响,为揭示nm23H1基因作用机制、肿瘤侵袭转移机制及预后判断提供实验依据.

10.期刊论文董菁.施双双.皇甫竞坤.成军.王勤环.王刚.洪源.李莉.斯崇文乙型肝炎病毒前C/C基因准种与变异特

点的研究-解放军医学杂志2002,27(2)

以乙型肝炎病毒(HBV)前C/C基因异质性来探讨在慢性感染者体内是否存在HBV准种.以中国株HBV基因序列为依据,设计特异性多聚酶链反应(PCR)引物,自4例慢性HBV感染患者血清中扩增HBV前C/C基因序列,克隆入pGEM Teasy载体,每例患者挑选5个克隆测序以比较病毒的变异程度.测序结果发现同一患者前C/C基因碱基序列之间的同源性大于98%,但存有G83→A替换、C抗原内部缺失、移框突变等多种变异类型.结果提示,HBV长期携带者体内有HBV准种共存,推测前C/C区的多种变异可能与感染慢性化有关.

引证文献(4条)

1.陈琴.王文君.李姣艳.杜华英.王丹脂蛋白脂酶基因多态性与小鼠诱导性高血脂症敏感性的相关性分析[期刊论文

]-营养学报 2009(2)

2.许红霞.张毓洪.刘秀英.陈启众.赵巍单纯性肥胖与脂蛋白脂酶基因多态性相关分析[期刊论文]-中国公共卫生2008(6)

3.李芹.徐济达.张云.莫宝庆.敖淑清.刘思浚.何云飞β3-肾上腺素能受体及UCP2基因多态性与儿童单纯性肥胖的

关系[期刊论文]-中国学校卫生 2007(3)

4.李芹.徐济达肥胖相关基因的多态性与肥胖的关系[期刊论文]-中国学校卫生 2007(1)

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课时默写18 《基因突变和基因重组》 一、生物变异的类型 1.不遗传的变异：仅由影响造成，没有引起遗传物质的变化。 2.可遗传的变异：由细胞内的改变引起，包括、和。 二、基因突变 1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症 （1）直接原因：多肽链上发生了的替换。 （2）根本原因：基因中碱基对发生了。 2.基因突变要点归纳 （1）概念：DNA分子中发生的、和，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。 （2）时间：有丝分裂和减数第一次分裂前的，即DNA分子时。 （3）原因：①诱发突变:因素、因素和因素 ②自发产生：由于偶尔发生差错、DNA的发生改变等原因。 （4）结果：可产生新的。 （5）特点：a、在生物界中是存在的，即性；b、发生的；c、的； d、自然状态下，突变频率，即性； e、大多对生物体是的，即性。 注：体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能 （6）意义：产生的途径；是生物变异的；是生物进化的。 三、基因重组 1.概念：是指在生物体进行的过程中，控制的基因的重新组合。 2.类型： （1）自由组合型：减数分裂（减Ⅰ后期）形成配子时，随着的自由组合，位于这些染色体上的也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 （2）交叉互换型：减数分裂形成时期，同源染色体上染色单体之间等位基因的。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 （3）人工重组型：技术，即基因工程。 3.结果：产生新的 4.意义：使后代产生多种新的基因型，从而出现新的性状组合，也是生物的来源之一，对生物的也具有重要的意义。

课时默写19 《染色体变异》 一、染色体结构的变异 1.实例：猫叫综合征（5号染色体部分） 2.类型：、、、（看书并理解 ．．．．．） 3.结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的或改变，而导致性状的变异。 二、染色体数目的变异 1.类型 （1）个别增加或减少：如21三体综合征（多1条21号染色体） （2）以的形式成倍增加或减少：如三倍体无子西瓜 2.染色体组 （1）概念：细胞中的一组，在和上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个。二倍体生物中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 （2）特点：①一个染色体组中无，形态和功能； ②一个染色体组携带着控制生物生长的遗传信息。 （3）染色体组数的判断： ①细胞中形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组例1：以下各图中，各有几个染色体组？ ②染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数（不区分大小写） 例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少? （1）Aa ______ （2）AaBb _______ （3）AAa _______ （4）AaaBbb _______ （5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______ 3.单倍体、二倍体和多倍体 （1）体细胞中含有本物种染色体数目的个体叫单倍体（注：由配子发育成的个体，不论含有多少个染色体组，一定是单倍体）。 （2）由发育而来的个体，体细胞中含几个就叫几倍体，如含有两个染色体组就叫，含有三个染色体组就叫，以此类推。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的

遗传、变异和进化（1） 1 DNA是主要的遗传物质 1.1 证明遗传物质是DNA的经典实验：（物质的提取、分离和鉴定的实验技术） 肺炎双球菌的转化实验：从F.Griffith到O.Avery 噬菌体侵染细菌的实验：放射性同位素35S和32P标记法的应用 1.2 RNA也是遗传物质（烟草花叶病毒的重建实验） 2 DNA的分子结构和复制 简介：生命科学史上的划时代突破——沃森-克立克模型的建立 2.1 DNA的双螺旋结构 两条长链，反向平行，碱基配对，互为补充；氢键的遗传学意义碱基互补配对原则及变式理解: 例1：已知某DNA分子一条链上,其互补链上和整个DNA分子中,的值分别为多少？ 例2：已知某DNA分子一条链上,其互补链上和整个DNA分子中,的值分别为多少？ DNA分子的多样性和特异性（碱基序列的千变万化与特定序列） 2.2 DNA分子的自我复制 复制的概念、时期、过程要点 DNA半保留复制的实验——DNA梯度离心实验 3 基因的表达 4.1 基因的概念——具有遗传效应DNA片段 4.3 基因控制蛋白质的合成：遗传信息的转录和翻译 遗传信息流动的规律——中心法则 4 基因的结构 4.1 原核细胞的基因结构：包括分为非编码区（调控序列）和编码区（编码序列呈连续性）4.2 真核细胞的基因结构 非编码区：有调控作用的核苷酸序列（如RNA聚合酶结合位点） 编码区：具有不连续性，含有若干个外显子和内含子 4.3 人类基因组研究——人类“生命天书”的解读 人类基因组包含24条染色体(22条常染色体和X、Y染色体)上约30亿个碱基对，估计3～4万个蛋白质编码基因（只占整个基因组的2%）。 需要绘制4张图：遗传图、物理图、序列图和转录图。 4.4 人类基因组研究的重大意义 5 基因工程简介 5.1 基因操作的基本工具 工具酶：限制性内切酶（基因“剪刀”的专一性）、DNA连接酶（基因的“针线”）运载体（常用的是细菌质粒；必备的3个条件）

第三章人类基因组学 基因组指一个生命体的全套遗传物质。从基因组整体层次上研究各生物种群基因组的结构和功能及相互关系的科学即基因组学。基因组学的研究内容包括三个基本方面，即结构基因组学，功能基因组学和比较基因组学。 人类基因组计划（HGP）是20世纪90年代初开始，由世界多个国家参与合作的研究人类基因组的重大科研项目。其基本目标是测定人类基因组的全部DNA序列，从而为阐明人类全部基因的结构和功能，解码生命奥秘奠定基础。人类基因组计划的成果体现在人类基因组遗传图，物理图和序列图的完成，而基因图的完成还有待大量的工作。 后基因组计划（PGP）是在HGP的人类结构基因组学成果基础上的进一步探索计划，将主要探讨基因组的功能，即功能基因组学研究。由此派生了蛋白质组学，疾病基因组学，药物基因组学，环境基因组学等分支研究领域，同时也促进了比较基因组学的展开。后基因组计划研究的进展，促进了生命科学的变革，可以预见会对医学、药学和相关产业产生重大影响。 HGP的成就加速了基因定位研究的进展，也提高了基因克隆研究的效率。基因的定位与克隆是完成人类的基因图，进而解码每一个基因的结构和功能的基本研究手段。 一、基本纲要 1.掌握基因组，基因组学，结构基因组学，功能基因组学，比较基因组学,基因组医学, 后基因组医学的概念。 2.熟悉人类基因组计划（HGP）的历史，HGP的基本目标；了解遗传图，物理图，序列图，基因图的概念和构建各种图的方法原理。 3.了解RFLP，STR和SNP三代DNA遗传标记的特点。 4.熟悉后基因组计划（PGP）的各个研究领域即功能基因组学、蛋白质组学、疾病基因组学、药物基因组学，比较基因组学、生物信息学等的概念和意义。

全基因组表达谱分析方法（DGE）----基于新一代测序技术的 技术路线 该方法首先从每个mRNA的3’端酶切得到一段21bp的TAG片段（特异性标记该基因）；然后通过高通量测序，得到大量的TAG序列，不同的TAG序列的数量就代表了相应基因的表达量；通过生物信息学分析得到TAG代表的基因、基因表达水平、以及样品间基因表达差异等信息。技术路线如下： 1、样品准备： a) 提供浓度≥300ng/ul、总量≥6ug、OD260/280为1.8~2.2的总RNA样品； 2、样品制备（见图1-1）： a) 类似SAGE技术，通过特异性酶切的方法从每个mRNA的3’末端得到一段21bp 的特异性片段，用来标记该基因，称为TAG； b) 在TAG片段两端连接上用于测序的接头引物； 3、上机测序： a) 通过高通量测序每个样品可以得到至少250万条TAG序列； 4、基本信息分析： a) 对原始数据进行基本处理，得到高质量的TAG序列； b) 通过统计每个TAG序列的数量，得到该TAG标记的基因的表达量； c) 对TAG进行注释，建立TAG和基因的对应关系； d) 基因在正义链和反义链上表达量间的关系； e) 其它统计分析； 5、高级信息分析： a) 基因在样品间差异表达分析； b) 库容量饱和度分析；

c) 其它分析； 测序优势 利用高通量测序进行表达谱研究的优势很明显，具体如下： 1．数字化信号：直接测定每个基因的特异性表达标签序列，通过计数表达标签序列的数目来确定该基因的表达量，大大提高了定量分析的准确度。整体表达差异分布符合正态分布，不会因为不同批次实验引起不必要的误差。 2．可重复性高：不同批次的表达谱度量准确，能够更准确的进行表达差异分析。 3．高灵敏度：对于表达差异不大的基因能够灵敏的检测其表达差异；能够检测出低丰度的表达基因。 4．全基因组分析，高性价比：由于该技术不用事先设计探针，而是直接测序的方式，因此无需了解物种基因信息，可以直接对任何物种进行包括未知基因在内的全基因组表达谱分析，因此性价比很高。 5．高通量测序：已有数据表明，当测序通量达到200万个表达标签时，即可得到样本中接近全部表达基因的表达量数据，而目前每个样本分析可以得到300 万~600万个表达标签。

人类基因组计划 一、什么是基因和基因组 1、基因：DNA分子上具有特定遗传效应的一段特定的核苷酸序列。遗传效应：有蛋白质产物或RNA产物或对其它基因起调节效应的功能。 2、基因组：是一个单倍体染色体组中所包含的全部遗传物质。有核基因组和线拉体基因组之分。 二、人类基因组结构 人类基因组结构庞大、复杂：基因组DNA总长度为3×109bp，3-4万个基因分布在24条染色体上，非编码区远远多于编码区，占90%以上，结构基因占3%，以单拷贝形式存在。 1、DNA序列中的组成结构可分为3种类型： （1）单一序列(非重复序列、单拷贝序列）占60-65%，绝大多数为蛋白质编码的结构基因 （2）中度重复序列：占20-30%，拷贝数为104-105 ，包括组蛋白基因、免疫球蛋白基因及RNA基因，绝大多数中度重复序列为不编码序列，成为间隔区，如人类Alu序列家族由300bp的短序列构成，重复达30万-50万拷贝，占基因组3-6%。 （3）高度重复序列：又称为卫星DNA 通常是小于10bp的短小序列组成基本单元，重复达105以上，占基因组的10%，不能转录，组成异染色质。 2、结构基因 （1）概念：为蛋白质编码的基因叫-。其DNA序列大多数是不连续的，编码序列之中往往还插入有非编码序列。 （2）结构： 内含子：非编码的序列叫—。 外显子：编码序列的片段叫—。 一个结构基因常常是由多个内含子和多个外显子相间排列组成的。图4-2，n个内含子嵌合排列在n+1外显子之间，故有内外之分。 （3）功能：内含子的长度比外显子的大好几倍，一起转录成RNA以后，必须经过剪接加工过程，将内含子部分切除，使外显子连接起来，才能形成成熟的mRNA，成为翻译蛋白质的模板。内含子，含而不显的片段对基因的表达有重要的调控作用。图4-3。 3、多基因家族和基因簇： （1）多基因家族：真核生物的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样的一组基因称为基因家族 如血红蛋白基因家族。（指进化过程中由某一个祖先基因经过多次重复和变异所产生的一大类群序列相似、功能相似的基因群。） a、有的集中在一条染色体上共同发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族中的5种组蛋白基因集中在7号染色体的长臂上的。 b、有的多基因家族成员是分散存在于几条染色体上，如人的rRNA基因家族成员分别位于13、14、15、 21、22，5条染色体的短臂的核仁组织区中。 每个区中包含几十个rRNA基因单位，大量转录18S rRNA、 28S rRNA、 5.8S rRNA。 假基因：是基因组中因突变而失活的基因，它和同一家族中的活跃基因在结构上和DNA序列上有相似性，但是没有蛋白质产物。（在多基因家族中，有少数成员不产生有功能的蛋白质，这样的基因叫—。假基因与正常基因从序列上看是同源的，但是在进化过程中发生突变丧失了功能活性。） （2）基因簇或超基因：同一基因家族中，一些结构和功能更为相似的基因彼此靠近成串地排列在一起，形成一个基因簇。如人类类α珠蛋白基因族、类β珠蛋白基因族。 在人类基因组中，有中等重复序列构成的大的基因群，包含有几百个功能相关的基因，紧密成簇状排列，称为超基因。如人类组织相容性抗原复合体HLA，及免疫球蛋白的重链和轻链基因。

基因表达谱测序 背景介绍 基因表达谱分析利用HiSeq 2000高通量测序平台对mRNA进行测序，获得10M读长为49nt的原始reads，每一个reads可以对应到相应的转录本，从而研究基因的表达差异情况。与转录组测序相比，基因表达谱分析要求的读长更短，测序通量更小，仅可用于基因表达差异的研究。该方法具有定量准、可重复性高、检测阈值宽、成本低等特点，能很好的替代以往的数字化表达谱分析。 技术路线

生物信息学分析 送样要求 样品要求 1. 所需Total RNA 的量均不少于 20μg/文库，Total RNA 可以保存在DEPC 处理过的水中、75%的乙醇、异丙醇中，具体以什么方式保存请注明。 2. 如提供实验材料为动物组织材料，样品质量需大于2g ； 3. 如提供实验材料为植物样品，样品质量需大于4g ； 4. 如提供实验材料为培养细胞，请提供1×107培养好的细胞； 5. 如提供实验材料为血液样品，请提供≥2ml 的样品。 我们强烈建议在送样的同时客户做好备份，以备后续实验之用。 样品纯度要求 1. OD 260/OD 280在1.8- 2.0之间，RNA 无降解、28S 和18S 核糖体RNA 条带非常亮且清晰（其

大小决定于用于抽提RNA的物种类型），28S的密度大约是18S的2倍；Agilent 2100检测仪分析RNA完整性数据RIN≥8。 2. 无蛋白质、基因组DNA污染，如有污染请去蛋白并进行DNase I处理。 请提供至少一种样品的凝胶电泳或者Agilent 2100检测仪检测图片，并注明其浓度、体积、OD260/OD280、溶剂名称、制备时间、物种来源以及特别备注。最终以我方定量、质检为准。 样品采集 为了保证提取RNA的完整性，确保后续实验的顺利进行，请务必确保样品的新鲜，对于如何确保样品的新鲜针对不同的样品获取材料的方法如下： 1. 动物组织：从活体上迅速的取下组织（切成黄豆粒大小的块状），每切成一个黄豆粒大小的块状立即放入液氮中，重复上述操作，直至足够提取总RNA的量；准备一个50ml的离心管，做相应的标记（样品名称、编号、客户姓名、时间），最好既在管盖上做好标记，也在管壁上做好相应的标记，先放入液氮中预冷2-3min，拿出离心管（离心管的下部分还是保持在液氮中），打开离心管的盖子，将液氮中黄豆粒大小的块状收集进离心管中。 2. 植物组织： （1）如所采集的是果实、麦穗等体积偏大的样品，收集样品请参照1.动物组织取样方法；（2）如采集的是叶片等体积偏小的样品，请尽量采集嫩叶、幼芽等，每采集一片叶片立即放入液氮中，直至足够提取总RNA的量，后续操作请参照动物组织的采集。 （3）如是植物的花，在采集花骨朵的时候请尽量不要采集到花萼、叶片等，每采集一个花骨朵请立即放入液氮中，直至足够提取总RNA的量；后续操作请参照动物组织的采集。3. 如提供实验材料为菌丝体，请取500μl的菌液于1.5ml离心管中，离心去上清，剩余菌丝体放入液氮或干冰中，请提供不少于5管的菌丝体。 样品运输 从液氮中取出准备好的样品，请立即放入干冰中，并用干冰掩埋好样品。请填写完整订单，放入自封袋中与样品一起邮寄。为防止RNA的降解，请确保干冰的量足够运送到目的地。我们强烈建议在寄送RNA样品时将RNA保存在75%的乙醇或异丙醇中。 如是特殊样品，关于送样量和保存问题请与我们联系沟通，以便双方共同协商解决。 提供结果 根据客户需求，提供不同深度的信息分析结果。

第四章基因与基因组学（答案） 一、选择题 （一）单项选择题 1.关于DNA分子复制过程的特点，下列哪项是错误的? A.亲代DNA分子双股链拆开，形成两条模板链 B.新合成的子链和模板链的碱基互补配对 C.复制后新形成的两条子代DNA分子的碱基顺序与亲代的DNA分子完全相同 D. 以ATP、UTP、CTP、GTP和TDP为合成原料 E.半不连续复制 *2.建立DNA双螺旋结构模型的是： A.Mendel B.Morgan C.Hooke D.Watson and Crick E.Sthleiden and Schwann *3.下列哪个不属于基因的功能? A.携带遗传信息 B.传递遗传信息 C.决定性状 D.自我复制 E.基因突变 4.DNA分子中核苷酸顺序的变化可构成突变，突变的机制一般不包括： A.颠换 B.内复制 C.转换 D.碱基缺失或插入 E.不等交换 5.下列哪一种结构与割(断)裂基因的组成和功能的关系最小? A.外显子 B.内含子 C.TATA框 D.冈崎片段 E.倒位重复顺序 *6.在一段DNA片段中发生何种变动，可引起移码突变? A.碱基的转换 B.碱基的颠换 C.不等交换 D.一个碱基对的插入或缺失 E.3个或3的倍数的碱基对插入或缺失 7.从转录起始点到转录终止点之间的DNA片段称为一个： A.基因 B.转录单位 C.原初转录本 D.核内异质RNA E.操纵子 8.在DNA复制过程中所需要的引物是； A.DNA B.RNA C.tRNA D.mRNA E.rRNA 9.下列哪一项不是DNA自我复制所必需的条件? A.解旋酶 B.DNA多聚酶 C.RNA引物 D. ATP、GTP、CTP和TTP及能量 E.限制性内切酶 10.引起DNA形成胸腺嘧啶二聚体的因素是 A.羟胺 B.亚硝酸 C.5-溴尿嘧啶 D.吖啶类 E.紫外线 11.引起DNA发生移码突变的因素是 A.焦宁类 B.羟胺 C.甲醛 D.亚硝酸 E.5-溴尿嘧啶 12.引起DNA分子断裂而导致DNA片段重排的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 13.可以引起DNA上核苷酸烷化并导致复制时错误配对的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 14.诱导DNA分子中核苷酸脱氨基的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 15.由脱氧三核苷酸串联重复扩增而引起疾病的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 16.在突变点后所有密码子发生移位的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *17.异类碱基之间发生替换的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 18.染色体结构畸变属于 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *19.由于突变使编码密码子形成终止密码，此突变为 A.错义突变 B.无义突变 C.终止密码突变 D.移码突变 E.同义突变 *20.不改变氨基酸编码的基因突变为 A.同义突变 B.错义突变 C.无义突变 D.终止密码突变 E.移码突变 21.可以通过分子构象改变而导致与不同碱基配对的化学物质为 A.羟胺 B.亚硝酸 C.烷化剂 D.5-溴尿嘧啶 E.焦宁类 *22.属于转换的碱基替换为 A.A和C B.A和T C.T和C D.G和T E.G和C *23.属于颠换的碱基替换为 A.G和T B.A和G C.T和C D.C和U E.T和U （二）多项选择题

第五章微生物的遗传和变异 本章要点： 1.遗传变异的物质基础。 2.基因突变的特点和机制。 3.菌种如何选育及如何诱变育种? 4.基因重组。 5.基因工程的原理和操作步骤。 6.如何保藏菌种？ 5.1 基因对遗传性状的控制 5.1.1遗传和变异的物质基础DNA 遗传变异的物质基础曾是生物学中激烈争论的重大问题。1944年Avery等人以微生物为研究对象进行的三个经典实验有力地证实了核酸是遗传物质，基因是其信息单位，染色体是其存在形式。 一.证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验 1.转化实验 转化指A品系的生物吸收了来自B品系生物的遗传物质从而获得B品系的遗传性状的现象。转化现象是格里菲斯（Griffith）于1928年研究肺炎链球菌感染小白鼠的实验中发现，后经艾弗里（Avery）等于1944年证实的。 2.噬菌体感染实验 1952年，侯喜（A.D.Hershey）和蔡斯（M.Chase）为了证实噬菌体的遗传物质是DNA，用放射性同位素标记大肠杆菌T2噬菌体进行实验(图5-1)。 图5-1 噬菌体感染实验

3.植物病毒重建实验 1956年Fraenkel-Conrat等用含RNA的烟草花叶病毒进行了病毒(TMV)重建实验(图5-2)，证实了RNA是遗传物质。 图5-2 TMV重建实验 5.1.2 DNA的结构与复制 一.DNA的化学组成 DNA是一种大分子化合物，由4种核苷酸组成。每一种核苷酸又由碱基、脱氧核糖和磷酸3部分构成。4种核苷酸的差异仅在于碱基不同。在DNA中，4种碱基是；腺嘌呤 (adenine，A)、鸟嘌呤(guanine，G)、胞嘧啶(cytosine，C)和胸腺嘧啶(thymine，T)。脱氧核糖1位上的碳原子与嘌呤9位上的氮原子相连，5位上的碳原子与磷酸相连，就构成了4种不同的核苷酸。 二.DNA的双螺旋结构模型 1953年美国遗传学家沃森(James Deway Watson)和英国物理学家克里克( Francis Harry Compton Crick)根据英国晶体衍射专家维尔金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins)对脱氧核糖核酸的X射线衍射资料，以及碱基含量分析、键长键角资料、酸碱滴定数据等，提出了像麻花、油条一样扭在一起的DNA双螺旋结构模型（图5-3、5-4）。

人类基因组计划 HGP(Human Genome Projects) 1、HGP简介 ?人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。 ?诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文 《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。 ?文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。……人类肿瘤研究将因对DNA 的详细知识而得到巨大推动。” 什么是基因组(Genome) ?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成 ?人类基因组有两层意义： ——遗传信息 ——遗传物质 ?从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。 人类染色体 HGP的诞生 ?1984年12月Utah州的Alta,White R受美国能源部的委托，主持召开了一个小型会议，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组的DNA序列的意义。 ?1985年6月，在美国加州举行了一次会议，美国能源部提出了“人类基因组计划”的初步草案。?1986年6月，在新墨西哥州讨论了这一计划的可行性。随后美国能源部宣布实施这一草案。?1987年初，美国能源部与国家医学研究院（NIH）为“人类基因组计划”下拨了启动经费约550万美元，1987年总额近1.66亿美元。同时，美国开始筹建人类基因组计划实验室。 ?1989年美国成立“国家人类基因组研究中心”。诺贝尔奖金获得者J.Waston出任第一任主任。?1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。 HGP诞生过程中的质疑 ?计划的必要性问题 ?计划的现实性问题 ?科学研究领域的选择问题 ?为什么不选择基因组小的或有经济意义的生物 ?认为?°制图?±是在沙漠里建公路，?°测序?±是把?°垃圾?±分类，选择?°模式动物?±是拼凑?°诺亚方舟?±。

第24章 基因表达谱分析的生物信息学方法 思考与练习参考答案 1．据教材表24–3提供的数据信息可以构建一棵决策树，请利用最大信息增益方法写出如何选出根结点中用于分割的特征。 教材表24-3 天气情况与是否去打球的关系数据集 注：该信息表示根据天气情况决定是否出去打球，数据集共包含14个样本，两个类别信息（Yes 、No ），每个样本包含3 个特征信息（Outlook 、Temp 、Windy ）。 解：计算用每一个特征进行分割时所获取的信息增益，取信息增益最大的那个特征作为分割特征，以Outlook 特征为例计算（参照练习图24-1） 练习图24-1 同Outlook 特征进行分割所获得的信息增益 )14 9 log 149145 log 145()(220+-=S H

)5 2 log 5253 log 53()(2211+-=S H 0)4 4 log 44()(212=-=S H )52 log 5253 log 53()(2213+-=S H )(14 5 )(144)(145)(1312111S H S H S H S H ++= infor-gain （Outlook ）=)()(10S H S H - 同理，计算其他两个特征的信息增益，最后从三个值中选取最大的一个对应的特征作为根结点的分割特征。 2．请从https://www.wendangku.net/doc/e217936530.html,/上下载一原始未经标准化的表达谱数据，并对该数据进行如下分析： （1）对数据进行标准化处理。 （2）对数据进行分类分析。 （3）分别对基因和样本进行聚类分析。 （4）选择特征基因。 （答案略）

项目名称：全基因组高分辨率中国（东亚）人群遗 传变异图谱的绘制 首席科学家：王俊深圳华大基因研究院 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：深圳市科技局

二、预期目标 本项目的总体目标： 全基因组高分辨率中国（东亚）人群遗传变异图谱的绘制项目旨在集中顶尖基因组中心的测序和数据分析能力，基于新一代测序技术平台，通过对 400 个人类个体黄种人低深度全基因组重测序并结合少数个体和家系高深度测序的方法，绘制一张黄种人的人类遗传变异图谱，建立起一套基于重测序技术构建重大疾病分子标记集的研究思路和技术路线，极大加速人类常见复杂疾病的研究。本计划目标包括检测基因组非基因区内几乎所有在人群中的出现频率不低于 1 %的单核苷酸变异，基因区内几乎所有出现频率不低于0.5 %的单核苷酸变异，以及全基因组上的拷贝数变异、结构性变异等大片段变异。这一数据资源将完全成为一个开放的公共资源，为各种疾病的关联分析提供详细的基础数据；为解释人类重大疾病发病机理、开展个性化预测、预防和治疗打下基础。此外，该项目还将加深人类群体遗传学的理解，促进人类进化历史研究。 五年预期目标: 在本项目中，我们将针对不少于 400 个亚洲个体，共计不少于 3Tb 的全基因组重测序数据，完成东亚代表人群频度低至 1％的高分辨图谱，同时绘制包括拷贝数变异、倒位变化的遗传变异图谱。设计可用于全基因组扫描的精细至 1％频度的基因分型芯片。建立起一套针对大规模重测序数据、低频度变异分析和结构性变异的分析流程和方法。预计将申请 5 个以上软件著作权，发表 10 篇以上 SCI 文章，其中包括 Nature、Science 级别文章，培养20名研究生和一支年轻的、国际一流团队（百人以上），其中30名技术骨干。 1.制定规范化的大规模样品收集流程，表型定义清楚、收集方法规范统一、个人信息记录完整且保密。为今后类似的大规模样品收集工作提供典范。 2.在目前已有测序生产平台的基础上，能够以较高的产量和稳定的质量，日产 200Gb 数据，产出适用于不同研究目的的各类测序数据。 3.建立完善的数据质量控制系统，定义规范的数据格式，提供针对超大规模数据采集、传输、存储、分析的高性能计算解决方案。

染色体结构变异与基因突变的区别 染色体结构变异是指染色体上基因数目或者顺序的改变；基因突变是指基因结构的改变，包括碱基的替换、增添、缺失。 .易位和交叉互换的区别 易位发生在非同源染色体之间，是指一条染色体的某一片段移接到另外一条非同源染色体上。交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。 细胞分裂图的染色体组数判断 (1)①为减数第一次分裂的前期，有 4 条染色体，生殖细胞中有 2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 2 个染色体组。 (2)②为减数第一次分裂的末期，有 2 条染色体，生殖细胞中有 2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 1 个染色体组。 (3)③为减数第一次分裂的后期，有 4 条染色体，生殖细胞中有 2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 2 个染色体组。 (4)④为有丝分裂后期，染色体 8 条，每个染色体组 2 条染色体，该细胞中有 4 个染色体组。 【说明】着丝点分裂导致染色体、染色体组数目加倍。 无子西瓜和无子番茄的原理不同： 无子番茄是用一定浓度人工合成的生长素来处理没有授粉的花蕾； 无子西瓜是由于三倍体植株在减数分裂中同源染色体联会紊乱， 因而不能形成正常的生殖细胞。

单倍体育种与多倍体育种比较 二倍体、多倍体、单倍体的比较

比较三种可遗传变异

【易错易混】 ①同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。 ②基因突变、基因重组属于分子水平的变化；染色体变异属于亚细胞水平的变化。 ③DNA 分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA 分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。 不同生物可遗传变异的来源 ①病毒可遗传变异的来源——基因突变 ②原核生物可遗传变异的来源——基因突变 ③真核生物可遗传变异的来源： 无性生殖——基因突变和染色体变异 有性生殖——基因突变、基因重组和染色体变异

1 第二讲 染色体结构变异和数目变异、人类遗传病 一、单项选择题Ⅰ 1．人类遗传病种类较多，发病率高。下列选项中，属于染色体异常遗传病的是( ) A ．抗维生素D 佝偻病 B ．苯丙酮尿症 C ．性腺发育不良症 D ．多指症 解析：性腺发育不良症是缺少一条X 染色体引起的，属于染色体变异。 答案：C 2．(2014年6月广东学业水平测试)高龄孕妇生育21三体综合征患儿的风险较高，原因是随着母亲年龄的增大，导致卵细胞形成过程中( )

A．21号染色体丢失 B．不能发生减数第二次分裂 C．X染色体丢失的可能性增加 D．21号染色体发生不分离的可能性增加 解析：21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体。 答案：D 3．“人类基因组计划”对于人类深入了解自身的基因结构和功能有重要意义，其目的是测定人类基因组的( ) A．mRNA的碱基序列 B．DNA的碱基序列 C．tRNA的碱基序列 D．rRNA的碱基序列 解析：“人类基因组计划”目的是测定人类基因组的DNA的碱基序列。 2

3 答案：B 4．用普通小麦(为六倍体)的花粉经花药离体培养技术培育成的植株是( ) A ．单倍体，体细胞内含有一个染色体组 B ．单倍体，体细胞内含有三个染色体组 C ．三倍体，体细胞内含有三个染色体组 D ．六倍体，体细胞内含有六个染色体组 答案：B 5．下图为某染色体结构发生变异的示意图，该变异类型为( ) A ．缺失 B ．易位 C ．倒位 D ．重复 解析：由题中的图我们可以看出，染色体组成由abcdef 变成了

abef，基因的数目发生了改变即发生了染色体缺失。 答案：A 6．以下遗传病中，属于染色体结构异常遗传病的是( ) A．猫叫综合征B．艾滋病 C．乙型肝炎D．白化病 解析：猫叫综合征属于染色体异常遗传病，白化病是常染色体隐性基因决定的遗传病，艾滋病和乙型肝炎都是传染病。 答案：A 7．用六倍体普通小麦和二倍体黑麦杂交得到的子代是( ) A．单倍体B．二倍体 C．四倍体D．八倍体 解析：六倍体普通小麦产生的配子是三倍体，二倍体黑麦产生的配子是一倍体，2种配子结合形成的后代是四倍体(3＋1)。 答案：C 4

基因表达谱芯片的数据分析(2012-03-13 15:25:58)转载▼ 标签：杂谈分类：生物信息 摘要 基因芯片数据分析的目的就是从看似杂乱无序的数据中找出它固有的规律, 本文根据数据分析的目的, 从差异基因表达分析、聚类分析、判别分析以及其它分析等角度对芯片数据分析进行综述, 并对每一种方法的优缺点进行评述, 为正确选用基因芯片数据分析方法提供参考. 关键词: 基因芯片; 数据分析; 差异基因表达; 聚类分析; 判别分析 吴斌, 沈自尹. 基因表达谱芯片的数据分析. 世界华人消化杂志2006;14(1):68-74 https://www.wendangku.net/doc/e217936530.html,/1009-3079/14/68.asp 0 引言 基因芯片数据分析就是对从基因芯片高密度杂交点阵图中提取的杂交点荧光强度信号进行的定量分析, 通过有效数据的筛选和相关基因表达谱的聚类, 最终整合杂交点的生物学信息, 发现基因的表达谱与功能可能存在的联系. 然而每次实验都产生海量数据, 如何解读芯片上成千上万个基因点的杂交信息, 将无机的信息数据与有机的生命活动联系起来, 阐释生命特征和规律以及基因的功能, 是生物信息学研究的重要课题[1]. 基因芯片的数据分析方法从机器学习的角度可分为监督分析和非监督分析, 假如分类还没有形成, 非监督分析和聚类方法是恰当的分析方法; 假如分类已经存在, 则监督分析和判别方法就比非监督分析和聚类方法更有效率。根据研究目的的不同[2,3], 我们对基因芯片数据分析方法分类如下: (1)差异基因表达分析: 基因芯片可用于监测基因在不同组织样品中的表达差异, 例如在正常细胞和肿瘤细胞中; (2)聚类分析: 分析基因或样本之间的相互关系, 使用的统计方法主要是聚类分析; (3)判别分析: 以某些在不同样品中表达差异显著的基因作为模版, 通过判别分析就可建立有效的疾病诊断方法. 1 差异基因表达分析(difference expression, DE) 对于使用参照实验设计进行的重复实验, 可以对2样本的基因表达数据进行差异基因表达分

基因突变与染色体变异 1、为什么在纯系中进行选择是毫无意义的？ A 所有的个体均具有同一表现型 B 所有的个体均具有同一基因型 C 各个个体具有不同的表现型 D 各个个体具有不同的基因型 （见问第四个孩子患这种病的机率是多少、这一家族中有一成员患一种常染色体的隐性疾病。2 右图，阴影代表换病的）？％100 D C 50％A 0％ B 25％流感病毒毒株甲型ＨＮ12月７日在美国《传染病杂志》网络版上发表报告称，3、美国和加拿大研究人员2010年11对目前普遍使用的金刚烷和神经氨酸酶抑制剂两大类抗流感药物产生了一定的抗药性。下列相关说法错误的）是 （．使用金刚烷和神经氨酸酶抑制剂的剂量越大，病菌向抗药能力增强方向的变异越快A．长期使用金刚烷和神经氨酸酶抑制剂是对病原体进行选择的过程，结果导致种群中抗药性基因频率增加B N流感病毒进入人体后，能够合成多种类型的蛋白质C．H11 HN流感病毒变异的主要来源是基因突变D．11则该生物自交后代中显性纯合体出现的概率为m，交换值为4、基因型为的生物，如果A-b ．DA ．B．．CF1完全显性。用隐性性状个体与显性纯合个体杂交得F1，、、C三个基因分别对a、bc、5、位于常染色体上的AB基因型的是F11：1，则下列正确表示：：：测交结果为aabbccAaBbCc；aaBbccAabbCc=1：1 （Ⅰ、和非同源区（Ⅱ）形态不完全相同，YX、6人的染色体和染色体大小、但存在着同源区Ⅲ）如右图所示。下列有关叙述中错误的是 1 A．Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病，男性患病率高于女性 B．Ⅱ片段上基因控制的遗传病，男性患病率等于女性．Ⅲ片段上基因控制的遗传病，患病者全为男性C

9.1人类基因组计划简介 人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划。 1986年,诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco发表短文《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。……人类肿瘤研究将因对 DNA 的详细知识而得到巨大推动。” 什么是基因组(Genome)?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质。要揭开生命的奥秘，就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。

为什么选择人类的基因组进行研究？因为人类是在“进化”历程上最高级的生物，对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。 在人类基因组计划中，还包括对五种生物基因组的研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠，称之为人类的五种“模式生物”。 HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。 HGP的诞生和启动： 对人类基因组的研究在70年代已具有一定的雏形，在80年代在许多国家已形成一定规模。 1984年在Utah州的Alta,White R and Mendelsonhn M受美国能源部(DOE）的委托主持召开了一个小型专业会议讨论测定人类整个基因组的DNA序列的意义和前景（Cook Deegan RM,1989） 1985年5月在加州Santa Cruz由美国DOE的Sinsheimer RL主持的会议上提出了测定人类基因组全序列的动议，形成了美国能源部的“人类基因组计划”草案。 1986年3月，在新墨西哥州的Santa Fe讨论了这一计划的可行性，随后DOE 宣布实施这一计划。 1986年遗传学家McKusick V提出从整个基因组的层次研究遗传的科学称为“基因组学” 1987年初，美国能源部和国立卫生研究院为HGP下拨了启动经费约550万美元（全年1.66亿美元） 1988年，美国成立了“国家人类基因组研究中心”由Watson J出任第一任主任

基因表达谱芯片数据分析及其Bioconductor实现 1.表达谱芯片及其应用 表达谱DNA芯片（DNA microarrays for gene expression profiles）是指将大量DNA片段或寡核昔酸固定在玻璃、硅、塑料等硬质载体上制备成基因芯片，待测样品中的mRNA被提取后，通过逆转录获得cDNA,并在此过程中标记荧光，然后与包含上千个基因的DNA芯片进行杂交反应30min~20h后，将芯片上未发生结合反应的片段洗去，再对玻片进行激光共聚焦扫描，测定芯片上个点的荧光强度，从而推算出待测样品中各种基因的表达水平。用于硏究基因表达的芯片可以有两种：①cDNA芯片；② 寡核昔酸芯片。 cDNA芯片技术及载有较长片段的寡核昔酸芯片采用双色荧光系统：U前常用Cy3—dUTP （绿色）标记对照组mRNA, Cy5—dUTP （红色）标记样品组mRNAUl。用不同波长的荧光扫描芯片，将扫描所得每一点荧光信号值自动输入计?算机并进行信息处理，给出每个点在不同波长下的荧光强度值及其比值（ratio值），同时计算机还给出直观的显色图。在样品中呈高表达的基因其杂交点呈红色，相反，在对照组中高表达的基因其杂交点呈绿色，在两组中表达水平相当的显黄色，这些信号就代表了样品中基因的转录表达情况⑵。 基因芯片因具有高效率，高通量、高精度以及能平行对照研究等特点，被迅速应用于动、植物和人类基因的研究领域，如病原微生物毒力相关基因的。基因表达谱可直接检测mRNA的种类及丰度，可以同时分析上万个基因的表达变化，来揭示基因之间表达变化的相互关系。表达谱芯片可用于研究：①同一个体在同一时间里，不同基因的表达差异。芯片上固定的已知序列的cDNA或寡聚核昔酸最多可以达到30 000多个序列，与人类全基因组基因数相当，所以基因芯片一次反应儿乎就能够分析整个人的基因⑶。②同一个体在不同时间里，相同基因的表达差异。 ③不同个体的相同基因表达上的差异。利用基因芯片可以分析多个样本，同时筛选不同样本（如肿瘤组织、癌前病变和正常组织）之间差异表达的基因，这样可以避免了芯片间的变异造成的误差⑷。张辛燕⑸ 等将512个人癌基因和抑癌基因的cDNA用点样仪点在特制玻片上制成表达谱芯片，对正常人卵巢组织及卵巢癌组织基因表达的差异性进行比较研究，结果发现在卵巢癌组织中下调的基因有23个，上调的基因有15个，初步筛选出了卵巢癌相关基因。Lowe⑹等利用胰腺癌、问充质细胞癌等组织的cDNA制备基因芯片，筛选到胰腺癌细胞中高表达的基因，为医疗诊断、病理研究及新药设计 奠定基础。 2.表达谱芯片的数据处理技术

高考生物知识点:基因突变和染色体变异区别 学习生物，不仅要有明确的学习目的，还要有勤奋的学习态度，科学的学习方法。针对高考生物知识点的特点，要努力学好高中生物课。 从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。染色体变异是染色体的结构或数目发生变化;基因突变在显微镜下不能看到而染色体变异则可以看到 基因型为aa的个体发生显性突变时是变成了AA还是Aa?还是两种都有可能? 一般只考虑一次突变：基因型为aa的个体发生显性突变时是变成Aa基因型为AA的个体发生隐性突变后变为Aa，性状不改变 突变和基因重组发生在体细胞中呢?还叫可遗传变异吗? 还叫可遗传变异，因为可遗传变异，只表示它可以遗传，不表明它一定能遗传。如果突变发生于体细胞，可通过无性生殖遗传。 非同源染色体片段的交换属于基因重组吗? 非同源染色体片段的交换是染色体变异，同源染色体片段的交换才属于基因重组 如何根据图像准确判断细胞染色体组数? 有几条一样的染色体，就有几个染色体组。 基因型为AAaaBBBB的细胞含几个染色体组。麻烦说具体点，最好有图示。

该基因型是四个染色体组。染色体组，是指一组非同源染色体，即他们的形态功能各不相同。碰到这类题只要数一下同类等位基因重复几个就行了。如AAaa有四个或者BBBB有四个，就是四个染色体组。 “单倍体一定高度不育”为什么错? 例如：用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，能得到同源四倍体，若将该四倍体的花药进行离体培养能得到含有偶数个相同的染色体组数的单倍体，它可育。八倍体小黑麦是异源多倍体，它的花药进行离体培养能得到含有偶数个相同的染色体组数的单倍体，但它不可育。所以单倍体不一定高度不育 单倍体什么性状能看出来? 有的性状单倍体能看出来,如植物的颜色,抗病性等 秋水仙素是抑制纺锤丝合成还是让已形成的纺锤丝解体?那么细胞会停止分裂吗?染色体如不分离，染色体如何加倍? 秋水仙素既能抑制纺锤丝合成(前期)还能让已形成的纺锤丝断裂，秋水仙素阻止了细胞的分裂。着丝点的分裂与“纺锤丝”无关系，它相当于基因程序性表达。当含有“染色单体”的染色体发育到一定时候，着丝点即断裂，染色体数加倍。 所有的基因重组都发生在减数分裂中---对吗?错的解释一下好吗? 错：基因重组有广义，狭义的说法，狭义的基因重组发生在减数分裂中，广义的基因重组包括减数分裂，受精作用，基因工程。 袁隆平院士的超级杂交水稻和鲍文奎教授的适于高寒地区种植的小黑麦为什么前者依据基因重组，后者依据染色体变异?请老师详细告诉我原因。